维普资讯 http://www.cqvip.com 环境与保护 －＿．●＝天津建设科技２００４．ＮＯ．６ 垃圾渗滤液处理技术研究进展 赵珊池勇志 费学宁 （天津城市建设学院，天津３００３８４） 摘 要：介绍了垃圾渗滤液的来源、特性、危害以及国内外垃圾渗滤液的处理技术概况，着重介绍了目前使用较普 遍的生物处理法以及一些处理垃圾渗滤液的新技术和垃圾渗滤液处理发展的基本趋势。 关键词：垃圾渗滤液；处理技术；进展 中图分类号ｉＸ１７１．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８．３ １９７（２００４）０６．００３８．０４ １ 引言 ２垃圾渗滤液的特性及其影响因素 城市垃圾是指在城市日常生活中或者为城市日常生活 垃圾渗滤液的来源主要有直接降水、地表径流、地表灌 提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行规规定 溉、地下水、垃圾自身的水分、覆盖材料中的水分和垃圾生化 视为城市垃圾的固体废物。垃圾渗滤液主要是指垃圾场中由 反应的生成水等【ｌ１。其成分中，有机污染物居多，其中有致癌 表面下渗的雨水进入填埋场后，沥经垃圾层和所覆土层而产 物、致畸物和致突变物等，对人体有很大的危害。此外，垃圾 生的含有大量悬浮物和高浓度有机或无机成分的污水。其成 渗滤液中还含有多种会对生物处理过程产生严重的抑制作 分主要包括有机物、微量金属元素（含重金属），常见的一些 用的金属离子。垃圾渗滤液的特性主要表现在以下几方面。 无机盐类、微生物和固体物质。生活垃圾填埋场的渗滤液是 （１）水质复杂，危害性大。渗滤液中污染物种类繁多，含 地表水和地下水的主要污染源之一。有研究表明，渗滤液通 有较多的烃类及其衍生物、酸酯类、醇酚类、酮醛类和酰胺类 过填埋场向地下渗透时，随着时间的延长，地下土壤会对大 等。 部分有机物的吸附达到饱和，污染物就会沿着地下水流作扇 （２）盐量、氨氮含量高，色度深，有恶臭。 形扩散，进而污染地下水。地下水一旦受到污染就无法净化， （３）垃圾渗滤液中污染物浓度高，变化范围大。这一特性 造成的影响少则几年，长则几百年，而且随渗滤液进入河流 是其它污水无法比拟的，因此增加了处理工艺选择和处理的 和农田的各种有机污染物和无机污染物会使水生生物和农 难度。 作物受到污染，并通过食物链和生态环境危害人类的健康。 （４）垃圾渗滤液的产生量呈季节性变化。雨季明显大于旱 近年来，垃圾渗滤液对环境造成的影响问题受到国内外学者 季，平原地区垃圾填埋场在干冷季节渗滤液中的污染物组成 和同行的关注，相应的垃圾渗滤液的处理方法及工艺也成为 和浓度较低。此外，污染物组成及其浓度随填埋年限的延长而 近年来的研究热点之一。 变化，使用５ ａ以内的填埋场的渗滤液ｐＨ值较低，ＢＯＤ 、 ＣＯＤｃ 、ＶＦＡ、金属离子浓度和ＢＯＤ ，ＣＯＤｃ 较高；使用１０ ａ以 基金项目：天津市高等学校科技发展基金资助项目，编号为 ２ｏｏ３１００３ 上的填埋场的渗滤液ｐＨ值近中性，ＢＯＤ 、ＣＯＤｃ ＶＦＡ浓度和 收稿日期：２００４一ｌｌ一０８ ＢＯＤ ／ＣＯＤ 较低，金属离子浓度下降，但氨氮浓度较高１２１。 作者简介：赵珊（１９８１一），女，天津城市建设学院市政与环境工程 垃圾渗滤液水质的变化主要受垃圾组成、垃圾含水率、 系在读研究生，研究方向为污水处理。 垃圾体内温度、垃圾填埋时间、填埋工艺、有效湿度、有效氧 ３８— 维普资讯 http://www.cqvip.com 天津建设斟技２００４．ＮＯ．６ 环境与保护 和降雨渗滤量等因素的影响＿３】，其中降雨量和填埋时间对其 投资建立的曝气氧化塘和英国水研究中心在Ｎｅｗ Ｐａｒｋ 影响尤为重要。表１列出了垃圾渗滤液的主要性质。 ａＬｎｄｉｆｌｌ进行曝气稳定塘的中试也都表明，采用曝气稳定塘能 表ｌ 垃圾渗滤液的主要性质 ｇ，Ｌ（ｐＨ值除外） 获得较好地垃圾渗滤液处理效果。 项目 浓度 项目 浓度 近年来，应用较多的厌氧生物处理方法有厌氧生物滤池、 ｐＨ值 ５．５～８．５ Ｃｒ ０．０ｌ～２．６ｌ 厌氧接触池、上流式厌氧污泥床反应器（ＵＡＳＢ）及分段厌氧 Ａｓ ０．１—０．５ 硝态氮 ０．５９－ｌ９．２６ 硝化等。本世纪初，加拿大Ｈａｌｉｆａｘ ＨｉｇｈｗａｙｌＯ１垃圾填埋场采 Ｃｄ ０～０．１３ 氨氮 ２０－７ ４００ Ｐｂ ０．Ｏ６９～１．５３ 总磷 ０．８６～７１．９ 用厌氧生物滤池分别处理年龄为１．５ ａ和８ ａ的填埋场渗滤 Ｃｕ ０．１一１．４３ ＣＯＤ。 ｌ８９－５４ ４ｌ２ 液，它们的ＣＯＤ各为１４ ０００ ｍｇＣＬ和４ ０００ ｍｓ／Ｌ．ＢＯＤ￣／ＣＯＤ ｚｎ ０．２～３．４８ ＢＯＤ １１６一ｌ９ Ｏ００ 各为０．７和０．５，当负荷ＣＯＤ为１．２６～１．４５ ｋｇ／（ｍ３·ｄ），水力停 ６．９２－６６．８ ＴＯＣ ｌ ５００－２０ Ｏ００ Ｃａ ２００—３００ ＳＳ ２００一ｌ Ｏ００ 留时间为２４～９６ ｈ时，ＣＯＤ去除率均可达９０％以上，然而。当 负荷再增加，其去除率也急剧下降。另外，英国水研究中心报 ３垃圾渗滤液处理工艺的现状 道用ＵＡＳＢ技术处理垃圾渗滤液时，其有机负荷比厌氧滤池 目前．在国外发达国家和一部分发展中国家，垃圾渗滤 要大得多。其他一些国家如新西兰、美国、澳大利亚等在处理 液的处理方法主要包括土地法、物化法和生物法。土地处理 垃圾渗滤液时也采用了ＵＡＳＢ工艺，运行效果良好。 主要是通过土壤颗粒的过滤、离子交换吸附和沉淀等作用去 在好氧和厌氧相结合工艺方面，广州市李坑垃圾填埋场 除渗滤液中悬浮固体和溶解成分。通过土壤中的微生物作用 采用厌氧一氧化沟一兼性塘工艺，进水ＢＯＤ 为２ ５００ ｍｓ／Ｌ、 使渗滤液中的有机物和氮发生转化；物化法主要有活性炭吸 ＣＯＤｃ 为４ ０００ ｍｇＣＬ、ＮＨ３－Ｎ为１ ０００ ｍｇＣＬ、ＳＳ为６ＯＯ ｍｇＣＬ、 附、化学沉淀、化学氧化、化学还原、离子交换、反渗透、电渗 色度为１ ０００倍；出水ＢＯＤ５为３０ ｍｇＣＬ、ＣＯＤｃ 为８０ ｍｓ／Ｌ、 析等多种方法。在ＣＯＤ为２ ０００～４ ０００ ｍｇＣＬ时，物化方法的 ＮＨ３一Ｎ为１０ ｍｓ／Ｌ、ＳＳ为７０ ｍｓ／Ｌ、色度为４０倍；大田山垃圾 ＣＯＤ去除率可达５０％～８７％，和生物处理相比，物化处理不受 卫生填埋场渗滤液处理采用厌氧一气浮—好氧工艺，进水水质 水质水量变动的影响，出水水质比较稳定，尤其是对ＢＯＤＪ ＣＯＤｃ 为８ ０００ ｍｅｔＥ、ＢＯＤ５为５ ０００ ｍｅｔＥ、ＳＳ为７００ ｍｇ／Ｌ；出 ＣＯＤ比值较低（Ｏ．０７～０．２ｏ）难以生物处理的垃圾渗滤液，有较 水水质ＣＯＤｃ 为１００ ｍｓ／Ｌ、ＢＯＤ５为６０ ｍｇＣＬ、ＳＳ为５００ ｍｓ／Ｌ。 好地处理效果，但物化方法处理成本较高。因此，目前垃圾渗 研究表明．对高浓度的垃圾渗滤液采用厌氧一好氧处理相结 滤液主要是采用生物法 。表２介绍了垃圾渗滤液生物处理 合的工艺既经济合理，处理效率又高，ＣＯＤ和ＢＯＤ 的去除率 法的分类。 分别可达８６．８％和９７．２％。 表２垃圾渗滤液生物处理法的分类 由此可见，厌氧法具有有机负荷高、能耗少、污泥产率 好氧生物处理 厌氧生物处理 好氧、厌氧生物处理相结合 低、对无机营养元素含量要求较低和可提高污水可生化性的 活性污泥法、好氧 上流式厌氧ｊｊ泥 厌氧—好氧生物氧化工 稳定塘、生物转盘和滴 床、厌氧固定化生物反 艺、厌氧—氧化 兼性塘工 特点．非常适用于处理有机物浓度高、磷含量低、可生化性差 滤池、交替运行式氧化 应器、混合反应器及厌 艺、厌氧—气浮—好氧工艺和 沟（ＰＩＤ）技术等 氧稳定塘等 ＵＡＳＢ－氧化沟—稳定塘等 的垃圾渗滤液。与厌氧法相比，好氧处理消耗能量，且ＣＯＤ 浓度越高，耗能也越多，处理时有机物转化成污泥的比例远 在好氧法中，用活性污泥法、好氧稳定塘、生物转盘等好 大于厌氧法．对于含磷浓度较低的垃圾渗滤液需要投加必要 氧法处理渗滤液都有成功的经验。２Ｏ世纪末，美国宾州Ｆａｌｌ 的磷，但好氧处理可有效地降低ＢＯＤ 、ＣＯＤ和氨氮，还可以 Ｔｏｗｎｓｈｉｐ￣水处理厂在处理垃圾渗滤液时使用活性污泥法， 去除另一些污染物质如铁、锰等金属。因此．对高浓度的渗滤 研究表明，活性污泥能去除渗滤液中９９％的ＢＯＤ 和８０％以 液宜采用厌氧一好氧相结合的处理工艺。 上的有机碳。与活性污泥法相比，曝气稳定塘体积大，有机负 目前垃圾渗滤液的处理多采用预处理一生物处理一后 荷低，尽管降解进度较慢．但由于其工程简单，是比较经济的 处理的工艺流程，合适的预处理措施可有效地提高渗滤液的 垃圾渗滤液好氧生物处理方法；英国在Ｂｒｙｎ Ｐｏｓｔｅｇ Ｌａｎｄｆｉｌｌ 可生化性，改善后续工艺的运行环境，从而节约处理费用。 ３９— 维普资讯 http://www.cqvip.com 环境与保护 ４垃圾渗滤液处理的进展及发展趋势 针对垃圾渗滤液存在的高氨氮和可生化性差的问题，目 ＝●．！天津建设科技２００４．Ｎ０．６ 的物质。电解氧化过程中，ＮＨ 一Ｎ被优先去除，其次是ＣＯＤ， 电解氧化反应在一定浓度ｃｌ一存在时，以间接氧化为主，与直 前垃圾渗滤液处理工艺的关键主要集中在高浓度氨氮处理 技术和渗滤液的深度处理技术两个方面。 接氧化作用并存。电解氧化法对垃圾渗滤液的深度处理具有 较好地应用前景。 （３）Ｆｅｎｔｏｎ处理技术。Ｆｅｎｔｏｎ试剂常用于废水的深度处 理。采用Ｆｅｎｔ０ｎ一混凝法对重庆市城市垃圾填埋场的垃圾渗 滤液进行预处理，进行催化氧化后，再投加聚合铁进行混凝 沉淀处理，大幅度地降低废水中的ＣＯＤｅ，，为后续的生化处理 提供条件…１。 （４）活性炭一Ｈ２０：催化氧化技术。采用活性炭作催化剂． ４．１ 高浓度氨氮处理技术 目前应用较多的高浓度氨氮处理技术主要有氨吹脱和 生物脱氨技术。氨吹脱技术大多用空气为吹脱介质。低效率 的吹脱设备吹脱的方式。而生物脱氮是一种经济、有效的脱 氨方式。目前新型的生物脱氮工艺主要有好氧脱氨（ａｅｒｏｂｉｃ ｄｅａｍｍｏｎｉｉｆｃａｔｉｏｎ）工艺、Ｃａｎｏｎ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ ａｕｔｏｔｒｏｐｈｉｃ ｎｉｔｏｒｇｅｎ ｒｅｍｏｖａｌ ｏｖｅｒ ｎｉｔｒｉｔｅ）工艺和Ｏｎｌａｎｄ（Ｏｘｙｇｅｎ—ｌｉｍｉｔｅｄ ａｕｔｏｔｏｒｐｈｉｃ ｎｉｔｒｉｉｆｃａｔｉｏｎ—ｄｅｎｉｔｒｉｉｆｃａｔｉｏｎ）工艺等。 好氧脱氨作用是Ｈｉｐｐｅｎ等人在研究垃圾渗滤液生物处 理过程中，通过对反应系统的氮素进行平筏时发现的。在试 Ｈ２０２作氧化剂，在酸性溶液中，活性炭催化剂中的铁被氧化 成铁离子，而铁离子与双氧水形成Ｆｅｎｔｏｎ试剂，产生ＨＯ＂自 由基，该自由基具有非常强的氧化性，氧化渗滤液中的有机 物。另外，活性炭是还原性物质，在分解双氧水的过程中，自 身的表面也被氧化成具有氧化性能的氧基团，当有机物被自 由基进攻后，这些氧基团参与后续反应．达到降低渗滤液 ＣＯＤ和色度的目的。对北京安定垃圾填埋场渗滤液的研究表 明，这种方法比Ｆｅｎｔｏｎ技术的处理效果要好，ＣＯＤ及色度的 去除率分别为８２．８％和８５．５％，臭味消失Ｉｌ２Ｊ。 验时，渗滤液（ＴＮ，１３０ ｋｇ／ａ；Ｑ ，６５ ｍ ／ｄ）与来自生物转盘的硝 化液一起进入反硝化池进行生物脱氮；脱氮出水流入预曝气 池进行充氧；经沉淀池后，再进入生物转盘进行硝化作用。在 这个生物处理系统的运行过程中，生物转盘的氨表面负荷大 于１．６ （ｍｚ·ｄ），氨转化率高于９９％。Ｃａｎｏｎ工艺也能取得良 好的生物脱氮效果，但与其他工艺相比，Ｏｎｌａｎｄ工艺的效能 较低，有待深入研究嗍。 ４．３其他技术 回灌处理技术也是值得推广和应用的。采用渗滤液回灌 技术将渗滤液向填埋场回灌，利用土地吸附、土壤生物降解 ４．２高级氧化处理技术 经过几十年的研究和探索，垃圾渗滤液处理技术有了很 及垃圾填埋层的厌氧滤床作用使渗滤液降解，不仅能降低渗 滤液中的ＣＯＤ浓度，加快垃圾中有机质的降解，提高垃圾的 大地进展，但对于老化的渗滤液，由于生物处理基本无效，因 此，必须采用以物化为主的深度处理技术。深度处理技术一 般有深度氧化法，如臭氧氧化、臭氧一光催化氧化、臭氧催化 氧化以及膜处理技术等【９Ｉ，其中相当一部分已应用于实际工 程中并取得良好效果。 （１）光催化技术。光催化氧化是一种新型的水处理技术， 具有工艺简单、能耗低、易操作、无二次污染等特点ｌｌｏｌ。其原 理是在紫外光的照射下一些半导体材料的阶带电子会被激 发到导带，从而产生具有很强反应活性的电子一空穴对，当它 迁移到半导体表面后，在氧化剂或还原剂的作用下参与氧化 还原反应，从而起到降解污染物的作用。该法可降解大部分 有机污染物。 （２）电解处理技术。电解法处理废水的实质就是利用电 解作用把水中的污染物去除或把有毒物质变成无毒或低毒 溶解速度，而且不影响ＣＯＤ浓度的稳定，渗滤液的回灌还可 使垃圾保持湿润，加速填埋场的稳定。该技术具有投资省、效 果好，无需专门处理设施投资等特点，但目前采用较少，可作 深入研究。此外，场内场外联合处理比较灵活，在节约建设投 资的前提下也是值得推广的形式。 ５结语 在选择垃圾渗滤液的处理工艺时，由于垃圾渗滤液水质 很复杂，因此就要了解垃圾渗滤液的污染特性，测定其成分。 对于处理工艺的因素和需要重点针对的污染指标，还应 考虑到受纳水体的环境质量要求，通过小试或中试来取得可 靠优化的工艺参数，并进行处理工艺的技术经济评价，以期 获得理想的处理效果，为处理形式的选择提供依据。 我国目前能满足卫生填埋标准的填埋场并不多，许多填 ４０— 维普资讯 http://www.cqvip.com 天津建设斟技２００４．Ｎ０．６ 环境与保护 埋场因为投资所限无法按设计要求建造能达到环境保护要 【５】ＳＨＥＮＧ Ｈ．ＬＩＮ，ＣＨＩＨ Ｃ．ＣＨＡＮＧ．Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｌａｎｄｆｉｌｌ ｌｅａｃｈａｔｅ ｂｙ 求的渗滤液收集系统。根据我国国情．宜发展投资省、效果好 ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏ—ｆｅｎｔｏｎ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｂａｔｃｈ ｒｅａｃｔｏｒ 的渗滤液处理技术．处理工艺的研究和应用以多种方法的结 ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．Ｗａｔ．Ｒｅｓ．，２０００，３４（１７）：４２４３－４２４９． 合为方向。此外．通过对垃圾渗滤液工艺全过程进行数字化 【６】Ｋ．Ｊ．Ｋｅｎｎｅｄｙ，Ｅ．Ｍ．Ｌｅｎｔｚ．Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｌａｎｄｆｉｌｌ ｌｅａｃｈａｔｅ ｕｓｉｎｇ 分析，运用计算机模式来控制垃圾填埋场的运行，选择出最 ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｂａｔｃｈ ａｎｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｆｌｏｗ ｕｐｆｌｏｗ ａｎａｅｒｏｂｉｃ ｓｌｕｄｇｅ ｂｌａｎｋｅｔ 优的管理运行模式；实现网络在线、全方位、高精度、多功能 （ＵＡＳＢ）ｒｅａｃｔｏｒｓ［Ｊ］．Ｗａｒ．Ｒｅｓ．，２０００，３４（１４）：３６４０－３６５６． 自动化监测：监测手段向物理、化学、生物、电子、光学等技术 【７】张海伦．垃圾渗滤液的处理【Ｊ】＿能源研究与利用，２００１（１）：４４—４５ 综合应用的高技术领域发展也是垃圾渗滤液处理发展的一 【８郑平，８】徐向阳，胡宝兰．新型生物脱氮理论与技术【Ｍ】．北京：科学出 个重要方向【ｌ３１。 版社，２００４，１７１． 参考文献： 【９孟了，９】熊向陨，马箭．我国垃圾渗滤液处理现状及存在问题【Ｊ】．给 【ｌ】沈东升．生活垃圾填埋生物处理技术【Ｍ】．北京：化学工业出版社， 水排水，２００３，２９（１０）：２６～２９． ２００３，１５３． ０ｏ］侯文俊，余健引衄．垃圾渗滤液处理技术的新进展［Ｊ】．中国给水排 【２】曹京哲．城市垃圾渗滤液特性及处理对策【Ｊ】．市政技术，２００３，２１ 水，２００３，１９（１１）：２２－２４． （３）：１８３－１８５． 【ｌ１】程洁红，李尔炀，李定龙．Ｆｅｎｔｏｎ一混凝法在垃圾渗滤液预处理中 【３】李国建，赵爱华，张益．城市垃圾处理工程【Ｍ】．北京：科学出版社， 的试验研究【Ｊ】．江苏石油化工学院学报，２００２，１４（２）：２７～２９． ２００３，３４０． ［１２】张跃升，张子昭，松全元等．活性炭一Ｈ２０２催化氧化处理垃圾渗 【４Ｊ Ｍ．Ｘ．Ｌｏｕｋｉｄｏｕ，Ａ．Ｉ．Ｚｏｕｂｏｕｌｉｓ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｔｗｏ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ 滤液的试验研究【ＪＪ．西安科技学院学报，２００２，２２（２）：１８２～１８５． ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｕｓｉｎｇ ａｔｔａｃｈｅｄｇｒｏｗｔｈ ｂｉｏｍａｓｓ ｆｏｒ ｓａｎｉｔａｒｙ ｌａｎｄｆｉｌｌ ｌｅａｃｈａｔｅ ［１３】陈玲，赵建夫．环境监￣ＩＪＩＭ］．北京：化学工业出版社，２００４，３５７． ｔｒｅａｔｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，２００１（１ １ １）：２７３－２８１． Ｓｔｕｄｙ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｌａｎｄｆｉｌｌ Ｌｅａｃｈａｔｅ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＺＨＡＯ Ｓｈａｎ ＣＨＩ Ｙｏｎｇ－ｚｈｉ ＦＥＩ Ｘｕｅ－ｎｉｎｇ （Ｔｉａｎｊｉｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｕｒｂａｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００３８４，Ｃｈｉｎａ） ／￣ｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｏｕｒｃｅ、ｅｈａｒａｅｔｅｒ ａｎｄｈａｚａｒｄ ｏｆｌｎａｄｆｉｌｌｌｅａｃｈａｔｅａｎｄｔｈｅ ｓｕｒｖｅｙｏｆｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｔｈｏｍｅａｎｄ ａｂｒｏａｄ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｈｔｅ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＷａＳ ｅｍｐｈａｓｉｚｅｄ ｂｅｃａｎｓｅ ｉｔ ＷａＳ ｕｓｅｄ ｃｏｍｍｏｎｌｙ，ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｃｔｉｍｅ ｓｏｍｅ ｎｅｗｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｃｅｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｎｄｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌａｎｄｆｉｌｌ ｌｅａｅｈａｔｅ；ｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｅｔｎｏｌｏｇｙ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ４１—
